馬立宇,黃劍堅
(1.廣東省森林資源保育中心,廣東 廣州 510000;2.廣東海洋大學寸金學院,廣東 湛江 524094)
隨著生態文明建設的發展和對鄉土樹種的重視,一些珍稀樹種、景觀造林樹種、抗性優良的鄉土樹種越來越具有優勢。樟科潤楠屬的紅楠由于具有良好的經濟、造林、綠化等價值,近年來越來越受到重視[1]。本文對紅楠的研究進展和開發利用進行歸納總結,指出紅楠研究不足及今后的研究方向,對紅楠的研究和開發利用具有重要意義。
紅楠是適應性較強的樹種,主要分布在亞洲大陸的中國東南部、韓國、日本南部、琉球、“臺灣”和菲律賓[2-4]。在廣闊的分布區內,既有以紅楠為建群種的天然紅楠林,也有伴生于天然常綠闊葉林中的混交林。雖然在多數情況下紅楠作為伴生樹種呈零散狀分布在群落中,但也是潤楠屬中分布極廣的樹種。研究證明,紅楠能在溫暖指數101.5 ℃·月-1,寒冷指數-12.3 ℃·月-1,年均溫12.4 ℃,年降雨量1 016 mm,土壤為壤土或黏質壤土的環境條件下生長良好[5]。紅楠的生態習性決定了其適應性廣,它能在不同的環境條件中生長,且人工培育有巨大的潛能。
從2001年科研人員江香梅、俞湘等綜述了之前的研究,國內的科研人員便對紅楠的研究有了更多的認識[2]。早年的研究主要從紅楠生物學及種群生態學特性開展,研究結果表明在常綠闊葉林中,紅楠葉片面積達到最大后葉片仍在生長,其全光照凈光合速率是最大值的1/3,而葉面積干重仍在增加,穩定狀態出現在葉面積達到最大后的15~44 d[2,5]。另外,水分對紅楠的種子發芽有著特殊的影響,飽水量下40%以上紅楠種子方能有正常的發芽活性,這種研究結果對紅楠的種子保存和植株育苗具有重要的指導作用。
早期,Kim等人在天然林中搜集自由授粉的種子用在紅楠育苗試驗并對比測定林,概括、分析了這些性狀在不同海拔高度的變異規律[6]。另外,實驗還探究了紅楠衛星基因、染色體長度、二型縊痕指數等;紅楠果實的質量和各種精油成分存在著差異,是因為紅楠的種源來自不同的地方,因此,根據多樣的種源特征,可以選擇適地的種源進行不同的價值培養[7]。張根水、黃錦榮等詳細闡述了紅楠的容器育苗技術并對紅楠造林的方法和可行性進行了分析,還對紅楠的防治病蟲害有較全面的技術探討,對紅楠的保育工作有重要意義[8]。隨著種子繁殖研究的不斷深化,對紅楠的保護措施將越來越全面,進而將更好地開展后續的研發工作。可見,紅楠的研究相對于松等經濟用材林的研究尚處于初級階段。在生長與繁殖領域,需要深入至基因圖譜、表型差異、種質資源等領域開展新品種培育和篩選、基因型鑒定、新品系創建等研究,方能更好開發和利用紅楠基因資源。
紅楠的造林需要了解紅楠天然林種間與種內的競爭關系,張根水采用了Hegyi總結的單木競爭指數模型很好地估算紅楠天然林的種內與種間競爭強度,并提出紅楠對象木與競爭木之間的胸徑和距離大小是影響競爭強度的關鍵要素,而且得出結論為紅楠的種內競爭小于種間競爭[9]。因此,建構密度較高的純林經濟林是可行的。同時,用紅楠對象木胸徑與競爭強度進行回歸分析,研究顯示對象木紅楠的競爭強度與胸徑之間存在明顯的函數變化模式,隨著對象木紅楠胸徑的增大競爭指數減小,它們之間呈現明顯的負相關關系,并存在冪函數的變化關系。因此,胸徑數量級較小的紅楠在競爭中常處于劣勢。當競爭指數變化幅度大、下降明顯時,紅楠的胸徑主要在5~15 cm的幅度;當紅楠胸徑達到15 cm之后,變化幅度較小,競爭指數下降不明顯。因此,為了能更好地維護紅楠天然林,在紅楠胸徑達到15 cm之前便可適當加入人工干預,如在紅楠周圍的競爭木采取間伐等措施,以便減小競爭壓力[9]。上述研究結果對紅楠經營管理和造林有重要的指導意義。
紅楠的造林技術已經較為成熟。紅楠作為樟科潤楠屬的植物,擁有該種屬的生態特性,人工營造紅楠林可以改變部分地區的生態環境。根據紅楠的生態特性,宜選擇微酸性或中性的山坡土壤為造林地。在造林過程中,包含備耕、造林、撫育等三大步驟。在備耕程序中,除去備耕區域的其他植物,形成縱向割帶等方式即可。墾穴密度為1 100穴·hm-2,穴規格40 cm ×40 cm ×30 cm,株行距3 m ×3 m,在每個植穴處施放基肥,為防治肥效消失,施肥過后應即刻回土;另外,施肥半個月后方可種植,避免幼苗根部被肥料燒傷。選取的幼苗為長勢良好,有40 cm以上的,頂芽豐滿無損傷。造林時間最好選取在孟春時節,紅楠春梢發芽之前。裸根苗采用“三覆二踩一提苗”的種植技術,這樣可以使紅楠的苗木保持良好的姿勢,根系在土壤中得到適當的伸展。若為容器苗,則應除去容器,再省略“一提苗”的步驟。待長勢穩定后,則應在雨后及時對缺株或死苗進行補植。在紅楠種植完畢之后,應對其進行不間斷地管理3年,春季的管理時間應靠后一點,秋季則在9—10月為宜,管理幼林的工作按照常規進行即可[8]??偟膩碚f,紅楠在造林和森林經理方面的研究較為成熟。
紅楠藥用功能的基礎研究較為成熟,但還需深入進行應用研究。研究者從紅楠分離出13種化合物。研究表明,苯環與亞甲基二氧基負責表達對磷脂酶的抑制活性,建議抑制磷脂酶可能是人類癌細胞抗增殖作用的重要機制[10]。紅楠中分離出來的三種丁酸酯可以抑制一氧化氮合酶(iNOS),而在活化的巨噬細胞中,一氧化氮合酶(iNOS)可誘導產生大量的毒性介質[11]。紅楠內消旋二氫愈創木酸(MDGA)通過熱休克誘導在原代人成纖維細胞中顯著抑制基質金屬蛋白酶(MMP)-1,從而可治療熱導致皮膚老化方面的問題[12]。
從紅楠葉中還分離到6種主要的木脂體,它們均能抑制鼠肝酯酰輔酶A(acyl- CoA)的活性,但其中最具潛力的抑制因子當屬gomisin,只需在ID50濃度25時就能起到抑制作用;紅楠甲醇抽提物主要成分內消旋二氫愈創木脂酸對umu(一種廣泛用于評價環境中致癌劑和誘變劑基因毒物活性的測試系統,即利用一個SOS基因的表達來檢測基因毒物)基因的表達具有抑制作用。這種酸抑制SOS誘導的Trp-p-1的活性,在0.18 pmol·mL-1濃度下基因的表達62%受到抑制[12]。在韓國,名為“胡巴克”的中草藥能治療中風、消化不良和頭痛等癥,此成分在醫學領域的價值極高。而紅楠的樹皮里便含有此成分,并為該藥物的來源證明,“胡巴克”可產自紅楠[13]。隨著研究的不斷深入,發現紅楠身上有越來越多的有用成分能為人類健康提供服務,而對紅楠的需求將逐步增加。因此,深入開展紅楠的藥用功能研究和相關產品開發顯得尤為重要。
紅楠具有很高的應用價值。目前,紅楠主要是作為園林樹種和生態恢復樹種所用。紅楠作為鄉土生態樹種,可以保持水土、涵養水源、維持生態平衡,保持區域內的生態協調。同時它是亞熱帶和暖溫帶地區常綠闊葉林的重要建群樹種或伴生樹種,是地帶性頂級森林樹種,可用來營造紅楠天然林的生態景觀。另外,紅楠不僅耐鹽、耐微酸,而且是楠木類中是最耐寒耐瘠薄的樹種,同時它的抗風能力強。因此,紅楠可作為我國東南沿海的防風備選鄉土樹種之一,對于解決目前木麻黃防護林存在的各種問題有重要的作用。而在南方城市中,紅楠在園林造景、綠化中均能作為首選樹種[14]。因此,在營造人工生態系統中可優選作為重點選育樹種,其不但能在沿海作防風林,也可植于山間作防火林[15,16]。但目前,紅楠作為園林樹種和生態恢復樹種的應用不足,可能是價格和培育不足導致。
紅楠在木材加工應用方面已經較為成熟。紅楠木材結構緊密,紋理清楚,硬度適中,且木材加工方便,工藝流程簡單,是一種可取得實用效果的上乘木材。紅楠木制作的上等生活品隨處可見,如茶幾、衣柜、書桌及其他的木飾品;在比較細密的車軸、儀器或樂器均有使用;也可用于建造構筑物,或建造大型木船[17]??捎糜诖笮偷慕ㄖ蚓艿钠骷腥鐚嵞緲嬛铩⒏鞣N儀器、樂器等[18]。在明清時期就有帝王大量運用紅楠建造宮殿。由于紅楠的種植需要較長的時間,以及市場對紅楠的需求不足,加上國內對紅楠的基礎科研工作不到位和不深入,導致沒有得到很好地開發利用。而在日本、韓國等地則形成了較好的應用體系。
紅楠具有較高地醫用價值,目前多為傳統的中藥應用。在《浙江天目山藥植志》中有紅楠樹根、樹皮入藥的記載。而隨著對紅楠基礎研究的不斷發展,發現紅楠身上處處是寶,其葉、根、枝、樹皮、果實等里面均包含了很多可以治療患有不同癥狀病人的藥用機理,紅楠中分離出的磷脂酶抑制劑有治療人類某種癌癥的功能,但目前尚未開發出真正的西醫藥品。